理大推醫工結合 研AI肺部放射治療輔助系統 改善患者術後生活

撰文:容育仁
出版:更新:

理工大學(理大)致力推動「醫工結合」及人工智能賦能醫學科研創新和成果轉化,早前公布4項科研成果,包括人工智能肺部放射治療輔助系統、AI賦能眼科:非侵入性血管造影技術、踝關節復康機械人、及超微細高敏度光纖傳感器,其中放射治療輔助系統運用AI分析患者的電腦掃描影像,進行放射治療時可以避開肺部高功能區域,降低患者接受治療時受到的肺部損害,從而提升患者術後生活質量。

蔡璟教授(上圖)及其團隊研發的人工智能肺部放射治療輔助系統,可自動分析患者的 電腦掃描影像,避開肺部高功能區域,降低對患者肺部的放射損傷。(理工大學提供)

AI輔助肺部放射治療 計劃擴展至肝臟及腦部

「人工智能肺部放射治療輔助系統」項目團隊由理大醫療科技及資訊學系系主任兼教授蔡璟領導,該項目除了可以自動分析電腦掃描影像,亦不需造影劑即可生成肺部通氣及灌注功能影像,分辨肺部不同區域功能,透過「功能引導」的創新放射治療方式設計個人化的最佳放射治療計劃。

團隊現已收集逾百名肺癌患者的電腦掃描影像以訓練人工智能模型,系統操作介面與醫院採用的主流放射治療系統相容,目前正與多間本地及內地醫院合作進行臨床測試。團隊亦計劃擴展人工智能模型應用於其他部位如肝癌及腦癌的「功能引導」放射治療。此項目於第五十屆日內瓦國際發明展獲得銀奬。

新技術突破診斷瓶頸 自動識別眼科早期病變特徵

何明光教授(上圖)及其團隊將生成式人工智能技術應用於眼科診斷領域,免去傳統診斷需要使用昂貴而有侵入性的螢光血管造影檢查,帶來不適之餘亦會限制基層醫療機構的篩查能力。(理工大學提供)

「AI賦能眼科:非侵入性診斷技術」團隊由理大武漢科技創新研究院院長、梁顯利長者健康視覺教授、眼科視光學院科研眼科講座教授、視覺科學研究中心主任、傑出創科學人教授何明光教授帶領。技術重點在於應用生成式人工智能於眼科診斷,只需提供普通眼底照片即可在數秒內生成高精度血管造影影像和動態視頻,避免傳統造影劑注射的風險。技術的智能診斷系統可自動識別微動脈瘤、出血點等早期眼科病變特徵,靈敏度及特異性分別達到96.2%及91.8%。另外,技術整合超廣角成像技術,檢測範圍擴大了300%。

技術現已獲得5項國際專利,並於大灣區進行多中心臨床試驗,其遠程會診系統更讓偏遠地區患者獲得眼科診療服務。技術於第五十屆日內瓦國際發明展獲得「法國與歐洲發明家聯合會―法國最佳國際發明與創新獎」及「評審團嘉許金獎」。

復康機械人助家居復康

張丹教授(上圖)及其團隊研發「踝關節復康機械人」,幫助踝關節活動受限患者進行居家復康訓練,以及腦偏癱和中風患者於手術後進行踝關節功能復康。(理工大學提供)

理大南京技術創新研究院院長、智能機械人研究聯盟主任、機械工程學系智能機器人與自動化講座教授張丹教授領導團隊研發「踝關節復康機械人」,幫助踝關節活動受限患者進行居家復康訓練,以及腦偏癱和中風患者於手術後進行踝關節功能復康。

機械人屬首款可在三軸上自由旋轉,提供全方位足踝關節復康訓練的機械人,能模擬足部自然運動,提供背屈、蹠屈、內翻、外翻等多維動作訓練,並通過感測器與肌電圖技術,實時調節訓練強度,滿足不同患者需求。機械人現正與上海華山醫院合作進行臨床測試,未來計劃結合人工智能為患者提供個人化訓練,亦有望擴展至其他部位的復康訓練。

傳感器提高植入人工耳蝸手術精準度

譚華耀教授及其團隊開發了一種超微細且兼具生物相容性的塑料光纖傳感器,並將其整合到人工耳蝸電極陣列結構中,以提升人工耳蝸植入手術的導航精度與組織保護效能。上圖為參與研究的崔靜嫻博士介紹研究成果。(理工大學提供)

植入人工耳蝸是幫助聽力受損人士恢復聽力的主要方法,但需求相當高的手術精準度。理大電機及電子工程學系光電子講座教授、光子技術研究院副院長譚華耀教授領導的團隊就開發了一種超微細且兼具生物相容性的塑料光纖傳感器,並將其整合到人工耳蝸電極陣列結構中,以提升人工耳蝸植入手術的導航精度與組織保護效能。

傳感器會於手術期間提供實時導航定位,並監測植入的接觸力度。傳感器經優化後,有望自動調整電極陣列的彎曲角度,減低植入時對耳蝸組織的損傷。該技術已成功獲得專利授權,目前研發團隊正與企業、其他大學及耳科醫院合作進行臨床測試及商品化。系統將結合人工智能模型,實現以機械人進行聽覺重建手術,提高手術效率、安全性和精準度。此創新發明於第五十屆日內瓦國際發明展奪得「泰國最佳國際發明奬與創新獎」及「評審團嘉許金奬」。

理大副校長趙汝恒:有信心爭取籌辦第三所醫學院

理大副校長(研究及創新)趙汝恒教授表示,理大貫徹以病人福祉為中心的理念,發揮「醫工結合」和人工智能賦能醫學的優勢,致力推動醫療科技創新和知識轉移。他指出,憑藉強大的科研團隊和完善的科研設施,以及在醫療教育和培育專職醫療人才的豐富經驗,理大有信心成功爭取籌辦香港第三所醫學院。

理大展示四個「醫工結合」創科成果項目。圖片包括理大副校長(研究及創新)趙汝恒教授(中)、醫療科技及資訊學系系主任兼教授蔡璟教授(左二)、眼科視光學院科研眼科講座教授何明光教授(右二)、機械工程學系智能機器人與自動化講座教授張丹教授(左一),以及電機及電子工程學系博士後研究員崔靜嫻博士(右一)。